[发明专利]拓扑绝缘体可饱和吸收镜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种拓扑绝缘体可饱和吸收镜及其制备方法。

背景技术

利用被动锁模技术是光纤激光器实现超快脉冲输出的一种有效途径，而被动锁模的关键技术是光纤激光器谐振腔中需要具备可饱和吸收效应。目前，研究人员已经利用多种可饱和吸收效应在光纤激光器中获得被动锁模超快脉冲输出。一般来说，为了克服光纤激光锁模环境不稳定的缺点，研究人员通常采用半导体可饱和吸收镜(SESAM)来实现光纤激光器锁模超快脉冲输出。然而，由于商用SESAM价格昂贵、制作工艺复杂、可饱和吸收带宽窄、一般仅支持皮秒级别的脉冲输出，并且损伤阈值也较低，所以也不适用于全方位研究超快光纤激光器的动力学特性。因此，研制出成本低廉、工艺简单、高性能的可饱和吸收体一直是超快激光物理领域追求的目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种拓扑绝缘体可饱和吸收镜及其制备方法，以解决现有技术中所采用的商用SESAM价格昂贵、制作工艺复杂、可靠性低的缺陷。本发明是这样实现的：

一种拓扑绝缘体可饱和吸收镜，包括基底及镀在所述基底上的拓扑绝缘体薄膜。

进一步地，所述基底为石英或碳化硅。

进一步地，所述拓扑绝缘体薄膜的材料包括碲化铋、硒化铋及碲化锑中的任意一种。

一种拓扑绝缘体可饱和吸收镜的制备方法，包括如下步骤：

将基底及拓扑绝缘体靶材置于真空室；

将所述拓扑绝缘体靶材表面电离化，产生所述拓扑绝缘体的等离子体，所述等离子体沉积在所述基底上形成拓扑绝缘体薄膜；

控制沉积时间及/或沉积温度使所述拓扑绝缘体薄膜达到所需厚度。

进一步地，所述基底为石英或碳化硅。

进一步地，所述拓扑绝缘体薄膜的材料包括碲化铋、硒化铋及碲化锑中的任意一种。

一种锁模光纤激光器，包括半导体泵浦激光器、光学耦合组件、谐振腔；所述半导体泵浦激光器产生的泵浦光通过所述光学耦合组件准直聚焦后耦合进入所述谐振腔；所述谐振腔包括上述任意一种拓扑绝缘体可饱和吸收镜，所述拓扑绝缘体可饱和吸收镜用于对所述谐振腔产生的激光锁模。

进一步地，所述谐振腔还包括：

双色镜、激光晶体、第一激光高反射镜、第二激光高反射镜；

所述半导体泵浦激光器产生的泵浦光通过所述光学耦合组件准直聚焦后透过所述双色镜进入所述激光晶体产生激光，产生的激光可经所述双色镜反射进入所述第一激光高反射镜，再经所述第一激光高反射镜反射到所述拓扑绝缘体可饱和吸收镜进行锁模，锁模后的激光经原光路返回所述激光晶体进行放大；经放大后的激光通过所述第二激光高反射镜输出。

进一步地，所述锁模光纤激光器还包括棱镜对及输出镜；所述第二激光高反射镜输出的激光经所述棱镜对压缩后再通过所述输出镜输出。

进一步地，所述谐振腔还包括双包层有源光纤、凸透镜对；所述半导体泵浦激光器产生的泵浦光通过所述光学耦合组件准直聚焦后耦合进入所述双包层有源光纤产生激光；产生的激光经所述凸透镜对准直聚焦到所述拓扑绝缘体可饱和吸收镜进行锁模，锁模后的激光经原光路返回所述双包层有源光纤进行放大；经放大后的激光通过所述双包层有源光纤输出。

与现有技术相比，这种新型拓扑绝缘体可饱和吸收镜具有高损伤阈值，结构简单、成本低廉，可靠性高，适于批量生产，同时，利用这种拓扑绝缘体可饱和吸收镜的锁模光纤激光器具有高可靠性和适于成果转化的优点。

附图说明

图1：本发明实施例提供的拓扑绝缘体可饱和吸收镜的结构示意图；

图2：本发明实施例提供的拓扑绝缘体可饱和吸收镜的制备方法流程示意图；

图3：本发明实施例提供的锁模光纤激光器结构示意图；

图4：本发明另一实施例提供的锁模光纤激光器结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。